JPH07229855A

JPH07229855A - 押出樹脂中の異物検出装置

Info

Publication number: JPH07229855A
Application number: JP2452794A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Fujii; 善之藤井; Masayuki Tan; 正之丹; Sukefumi Seo; 右文瀬尾
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: JP2996855B2

Abstract

(57)【要約】【目的】サイズ及び密度が小さい異物も検出可能であ
ると共に異物の種類を判別でき、更に電力ケーブル用人
孔及び洞道においても容易に適用することができる押出
樹脂中の異物検出装置を提供する。【構成】樹脂押出機と押出金型との間の樹脂流路には
ガラス等により構成された光透過部１が設けられてい
る。光源２から出力された光は、光透過部１を通る樹脂
中を透過して第１の受光部３に入力される。樹脂中に金
属等の異物７が混入していると、受光部３ではこの異物
７が黒点として検出される。しかし、繊維等のように光
透過性の異物８は、受光部３では検出されないか、又は
検出時の出力が小さく、金属質異物と容易に区別するこ
とができる。一方、受光部４は、異物７，８により散乱
された光を入力する。金属質異物７及び繊維質異物８は
いずれも光を散乱するので、受光部４では金属質異物７
及び繊維質異物８の両方を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出機から押出金型内
に注入される樹脂中に混入した異物を検出する押出樹脂
中の異物検出装置に関し、特に電力ケーブルの押出モー
ルド型直線接続部（ＥＭＪ）の品質保証に適用するのに
好適の押出樹脂中の異物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル接続部の補強絶縁方法とし
て、ＥＭＪ（Extusion Molded Joint）法がある。この
ＥＭＪ法においては、ケーブル接続部に押出金型を取り
付け、この金型内にケーブル絶縁層と同質の樹脂を注入
し、この樹脂を架橋硬化させて補強絶縁層を形成する。
この補強絶縁層に異物が含まれると所定の絶縁特性を維
持できなくなるため、異物検査を実施して品質保証を行
なう必要がある。従来、補強絶縁層の品質保証法とし
て、Ｘ線による検査法及びレーザー光による検査法があ
る。

【０００３】Ｘ線による検査法は、例えば補強絶縁層形
成後又は架橋終了後にＸ線により異物検査を行なうもの
で、異物の密度が補強絶縁層を形成する樹脂の密度（約
１．０ｇ／ｃｍ³ ）と大きく異なる場合は、検出感度が
良好である。しかし、このＸ線による検査法において
は、アルミニウム及び繊維等のようにその密度が樹脂の
密度に近い異物の場合は、検出感度が大幅に低下すると
いう欠点がある。また、例えば、５００ｋＶ級の超高圧
ケーブルの場合は金属の異物の最大許容サイズが５０μ
ｍと小さく、Ｘ線による検査法ではこのように小さいサ
イズの異物を検出することはできないという欠点もあ
る。

【０００４】一方、レーザー光による検査法において
は、比較的小さいサイズの異物を検出することができる
という利点がある。図５は、レーザー光による検査法を
示す模式図である。押出機と押出金型との間の樹脂流路
の一部に光透過性のパイプ５１等を設け、このパイプ５
１を挟んでレーザー発振器５２及び受光器５３を配置す
る。そして、レーザー発振器５２からレーザー光を出力
し、樹脂流路を通過した光を受光器５３で受光する。樹
脂注入時に光透過性パイプ５１を通る樹脂中に異物５５
が混入していると、この異物５５によりレーザー光の一
部が遮光されるため受光器５３に入力される光の光量が
減少する。従って、受光器５３に入力される光量の変化
により異物を検出することができる。このレーザー光に
よる検査法においては、レーザー光のスポットサイズ
（焦点径、約１００μｍ）の５０％程度の大きさの異物
も検出することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レーザー光による検査法においては、以下に示す問題点
がある。即ち、ＥＭＪにおける異物の許容範囲は、異物
の種類により異なる。例えば、５００ｋＶ級のＥＭＪの
場合に、金属等の異物については最大許容サイズが７０
μｍであり、繊維等の異物については最大許容サイズが
５００μｍ又はそれ以上である。従って、ＥＭＪの品質
保証の場合には、異物が金属等（以下、金属質異物とい
う）であるか繊維等（以下、繊維質異物という）である
かを判別し、各異物について最大許容サイズ以下である
か否かを調べる必要がある。しかし、レーザー光は繊維
等を透過してしまうため、従来は繊維等の異物を検出す
ることが極めて困難である。また、レーザー発振器及び
受光器等の装置が比較的大きいため、電力ケーブル用人
孔及び洞道等のようなＥＭＪ製造現場にこれらの装置を
設置することが困難であるという問題点もある。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、サイズ及び密度が小さい異物も検出可能で
あると共に異物の種類を判別でき、更に電力ケーブル用
人孔及び洞道においても容易に適用することができる押
出樹脂中の異物検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明に係る押
出樹脂中の異物検出装置は、少なくとも一部に光が透過
可能の光透過部が設けられた樹脂流路と、前記光透過部
を通る樹脂に向けて光を出力する光源と、この光源から
出力され前記光透過部を透過した光を受光可能の第１の
受光部と、前記光源から出力され前記樹脂中に混入した
異物により散乱された光を受光可能の第２の受光部とを
有することを特徴とする。

【０００８】本願の第２発明に係る押出樹脂中の異物検
出装置は、少なくとも一部に光が透過可能の光透過部が
設けられた樹脂流路と、前記光透過部を通る樹脂に向け
て光を照射する第１及び第２の光源と、前記第１の光源
から出力され前記光透過部を透過した光を受光可能であ
ると共に前記第２の光源から出力され前記樹脂中に混入
した異物により散乱された光を受光可能の受光部とを有
することを特徴とする。

【０００９】本願の第３発明に係る押出樹脂中の異物検
出装置は、少なくとも一部に光が透過可能の光透過部が
設けられた樹脂流路と、前記光透過部を通る樹脂に向け
て光を照射する第１及び第２の光源と、前記第１の光源
から出力され前記光透過部を透過した光を受光可能の第
１の受光部と、前記第２の光源から出力され前記樹脂中
に混入した異物により散乱された光を受光可能の第２の
受光部とを有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本願の第１発明においては、樹脂流路に設けら
れた光透過部を通る樹脂に向けて光源から光を出力し、
光透過部を透過した光及び樹脂中に含まれる異物により
散乱された光を夫々第１及び第２の受光部で受光する。
樹脂中に含まれる異物が金属等の場合、第１の受光部で
はこれらの異物を黒点として検出することができる。ま
た、第２の受光部では、これらの異物により散乱された
光を受光するため、異物を輝点として検出することがで
きる。一方、樹脂中に含まれる異物が繊維等の場合、光
が繊維質異物を透過してしまうため、第１の受光部では
繊維質異物を検出することができないか、又は検出でき
てもその出力信号は極めて小さく、金属質異物と容易に
区別することができる。従って、第１及び第２の受光部
の出力を比較すれば、異物が金属等であるか又は繊維等
であるかを容易に判別することができる。

【００１１】この第１発明においては、光源として例え
ば水銀ランプ又はハロゲンランプ等を使用することがで
きるので、レーザー発振器又はＸ線装置等のように大掛
かりな装置を使用する必要がなく、人孔及び洞道等のよ
うに狭い場所に容易に設置することが可能である。ま
た、第２の受光部においては、異物がない場合には実質
的に光が入力されず、異物があるときのみ受光部に光
（異物による散乱光）が入力されるため、ノイズ成分が
少なく、異物の検出感度が高い。更に、異物の密度によ
り検出感度が変化することもない。

【００１２】本願の第２発明に係る異物検出装置は、１
つの受光部により、第１の光源から出力され光透過部を
透過した光を受光すると共に、第２の光源から出力され
樹脂中の異物により散乱された光を受光する。例えば、
第１及び第２の光源として、出力波長が相互に異なるも
のを使用し、受光部の出力をスペクトル分析する等の方
法により、第１の光源から出力され樹脂中を透過した透
過光と、第２の光源から出力され異物により散乱された
散乱光とを区別することが可能であり、上述の第１発明
と同様に金属質異物と繊維質異物とを判別することがで
きる。また、出力波長が相互に異なる光源を使用する替
わりに、前記第１及び第２の光源を交互に点滅させる等
の方法により、透過光と散乱光とを個別に検出してもよ
い。この場合も、上述の第１発明と同様の効果を得るこ
とができる。

【００１３】更に、本願の第３発明においては、第１の
光源から出力され光透過部を通る樹脂中を透過した光を
第１の受光部で受光し、金属質異物を検出する。また、
第２の光源から出力され樹脂中に混入した異物により散
乱された光を第２の受光部で検出する。これにより、上
述の第１発明と同様の効果を得ることができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る
押出樹脂中の異物検出装置を示す模式図である。樹脂押
出機と押出金型との間の樹脂流路には、ガラス等により
形成された角筒状の光透過部１が設けられている。樹脂
押出機から押し出された樹脂は、この光透過部１を通っ
て押出金型に注入される。この光透過部１の一方の面側
には光源２が配設されている。また、この光源２と反対
の面側には第１の受光部３が配設されており、光源２が
設けられた側の面と隣接する面側には第２の受光部４が
配設されている。なお、光源２としては、水銀ランプ又
はハロゲンランプ等を使用することができる。また、受
光部３，４としては、例えば撮像管又はＣＣＤ（電荷結
合素子）カメラ等を使用することができる。光透過部１
は、例えば円筒状としてもよい。この場合は、光透過部
１及びこの光透過部１を通る樹脂により一種のレンズが
形成され、樹脂の屈折率に応じて異物の見かけ上の大き
さが異なってしまうため、異物のサイズを測定する際に
は、測定値を補正する必要がある。

【００１５】樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、塩化
ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、塩素
化ポリオレフィン、ポロプロピレン、変性ポリオレフィ
ン、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ
アミド、メタクリル樹脂、ポリアセタール、ポリカーボ
ネート、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール、ポ
リウレタンエラストマー、耐熱性樹脂、プラスチックア
ロイ、ポリマーブレンド等を使用することができる。

【００１６】図２は、横軸に波長をとり、縦軸に比放射
エネルギーをとって、各種光源から出力される分光エネ
ルギー分布を示すグラフ図である。例えば、本実施例に
おいては、光源として分布温度が３４００Ｋのハロゲン
ランプを使用する。

【００１７】以下、このように構成された異物検出装置
の動作について説明する。光源２から出力された光は、
光透過部１及び樹脂を透過し、第１の受光部３に入力さ
れる。この場合に、光源２からは光が略平行光線として
出力され、第２の受光部４には光源２から出力された光
が直接入力することがないようになっている。樹脂中に
遮光性の金属質異物７が混入していると、光源２から出
力された光の一部はこの異物７により遮断される。従っ
て、第１の受光部３では異物７が黒点として検出され
る。また、異物７により散乱された光が第２の受光部４
に受光されるため、第２の受光部４でも金属質異物７が
検出される。

【００１８】一方、樹脂中に混入した繊維質異物８は、
光が殆ど透過してしまうため、第１の受光部３には検出
されないか、又は検出されたとしても出力が極めて小さ
く、金属質異物７と容易に区別することができる。ま
た、繊維質異物８で散乱された光は第２の受光部４に入
力されるため、第２の受光部４では繊維質異物８を確実
に検出することができる。

【００１９】受光部３，４の出力はいずれも信号処理部
に送られる。信号処理部ではこれらの出力を比較し、金
属質異物であるか、繊維質異物であるかを判別する。即
ち、第２の受光部４により異物を検出した場合に、第１
の受光部３では異物が検出されないか、又は検出された
としても出力が極めて小さいときは、異物が繊維質のも
のであると判定する。そして、異物のサイズが繊維質異
物の最大許容サイズ以下であるか否かを調べる。また、
受光部１，２の両方で異物が検出された場合は、異物が
金属質のものであると判定する。そして、異物のサイズ
が金属質異物の最大許容サイズ以下であるか否かを調べ
る。この信号処理部は、例えば第１及び第２の受光部
３，４からの画像信号を画像処理して異物の種類及びサ
イズを検出する。

【００２０】なお、第２の受光部４では金属等の異物だ
けでなく繊維等の異物も検出できるため、受光部３は不
要であるようにも考えられる。しかし、受光部４だけで
は異物の種類を判別することが困難であるため、この受
光部４だけで品質管理を実施しようとすると、過剰な品
質管理になってしまう。例えば、アルミニウムの極細線
と繊維とのように、金属等の異物と繊維等の異物とは形
状及び散乱光の色が類似していることがあるので、散乱
光により異物を検出する受光部４のみで品質管理を実施
しようとすると、異物許容範囲の最小値（即ち、金属質
異物における許容値）で管理する必要がある。従って、
繊維質異物に対して過剰な品質管理となり、ＥＭＪ等の
製造コストが著しく向上する。従って、本実施例の如
く、第１及び第２の受光部３，４により異物を検出し、
異物の種類を判別する必要がある。

【００２１】本実施例においては、サイズが７０μｍ以
下の異物も検出可能であると共に、異物の密度により感
度が変化することがなく、更に、樹脂中に含まれる異物
が金属質のものであるか繊維質のものであるかを確実に
判別することができる。従って、ＥＭＪ等における過剰
な品質管理を回避できる。また、本実施例においては、
レーザー発振器等の大掛かりな装置が不要であり、電力
ケーブル用人孔及び洞道等に容易に設置することができ
ると共に、安全性が高い。従って、本実施例に係る異物
検出装置は、ＥＭＪの品質管理に極めて好適である。

【００２２】図３は本発明の第２の実施例に係る押出樹
脂中の異物検出装置を示す模式図である。本実施例にお
いては、押出機と押出金型との間の樹脂流路に設けられ
た光透過部の一方の面側に第１の光源１２が設けられて
おり、この面に隣接する面側に第２の光源１６が設けら
れている。これらの第１及び第２の光源１２，１６は、
その出力波長が相互に異なっている。また、第１の光源
１２が設けられた面の反対側の面側には、受光部１３が
配設されている。

【００２３】このように構成された本実施例に係る異物
検出装置において、樹脂中に金属質異物７が混入してい
ると、第１の光源１２から出力された光の一部がこの異
物により遮断される。一方、樹脂中に混入した繊維質異
物８が混入していても、第１の光源１２からの光はこの
異物８を透過してしまう。また、第２の光源１６から出
力された光は、金属質異物７及び繊維質異物８により散
乱され、これらの異物７，８からの散乱光が受光部１３
に入力される。

【００２４】この受光部１３の出力は信号処理部に送ら
れる。この信号処理部では、例えば受光部１３の出力を
スペクトル分析し、波長により第１の光源１３から出力
され樹脂中を透過してきた光と第２の光源１６から出力
され異物により散乱された光とに分けて、検出した異物
が金属質異物であるか、繊維質異物であるかを判別す
る。本実施例においても、第１の実施例と同様の効果を
得ることができる。

【００２５】なお、上述の実施例においては、光源１
３，１６の出力波長が相互に異なる場合について説明し
たが、光源１２，１６の光量を変化させてもよい。例え
ば、光源１２，１６を交互に点滅させ、光源１２が点灯
している間に透過光により金属質異物を検出し、光源１
６が点灯している間に散乱光により金属質異物及び繊維
質異物を検出して、両者の検出結果を比較する。これに
より、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、光源１２，１６として、例えば分布温度が３４０
０Ｋのハロゲンランプを使用し、各光源１２，１６に通
過帯域が相互に異なる波長フィルタを取り付けてもよ
い。この場合も、上述の実施例と同様の効果を得ること
ができる。

【００２６】図４は本発明の第３の実施例に係る押出樹
脂中の異物検出装置を示す模式図である。本実施例にお
いては、樹脂流路に設けられた光透過部１の一方の面側
に相互に異なる波長の光を出力する第１及び第２の光源
２２，２５が配設されている。この一方の面と反対側の
面側には第１の受光部２３が配設されており、前記一方
の面に隣接する面側には第２の受光部２４が配設されて
いる。第１の受光部２３は第１の光源２２から出力され
る光に対し感度が高いものが使用され、第２の受光部２
４は第２の光源２５から出力される光に対し感度が高い
ものが使用される。なお、光源２２，２５としては、通
過帯域が相互に異なる波長フィルタを取り付けることに
より相互に異なる波長の光を出力するようにしたもので
あってもよい。

【００２７】第１の受光部２３では、第１の光源２２か
ら出力され、光透過部１を通る樹脂中を透過してきた光
を受光する。樹脂中に金属質異物７が混入していると、
この異物により第１の光源２２からの光の一部が遮断さ
れるため、第１の受光部２３では異物として検出され
る。樹脂中に混入された繊維質異物８は、第１の光源２
２から出力された光が殆ど透過してしまうため、第１の
受光部２３では繊維質異物８を検出できないか、又は検
出できても出力は極めて小さい。一方、第２の受光部２
４では、第２の光源２５から出力され樹脂中の異物７，
８により散乱された光を受光する。従って、第１の受光
部２３及び第２の受光部２４の出力を比較することによ
り、金属質異物か繊維質異物かを判別することができ
る。本実施例においても、第１及び第２の実施例と同様
の効果を得ることができる。

【００２８】なお、上述の実施例はいずれも本発明をＣ
ＶケーブルのＥＭＪの品質保証に適用した例について説
明したが、本発明はＣＶケーブルの製造時における押出
樹脂中の異物の検出及びその他の一般的な射出成形装置
における樹脂中の異物の検出にも適用できることは勿論
である。

【００２９】また、光源としては、上述したハロゲンラ
ンプの外に、通常の白熱電球、赤外線電球、反射形電球
（リフレクタランプ）、赤外線カットランプ（クールレ
イランプ）、蛍光ランプ、水銀ランプ、メタルハライド
ランプ、高圧ナトリウムランプ及びキセノンランプ等を
使用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源から出力され光透過部を通る樹脂を透過してきた光を
検出すると共に、光源から出力され樹脂中に混入した異
物により散乱された光を検出するから、検出感度が良好
であるだけでなく、金属質異物及び繊維質異物を判別す
ることができ、各異物毎に許容サイズを設定することが
できる。また、従来の異物検出装置に使用されているレ
ーザー発振器又はＸ線発生装置等の大掛かりな装置が不
要であり、可般性が優れていて電力ケーブル用人孔及び
洞道等に容易に設置できると共に、安全性が高いという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出装置を示す模式図である。

【図２】各種光源から出力される分光エネルギー分布を
示すグラフ図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出装置を示す模式図である

【図４】本発明の第３の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出装置を示す模式図である。

【図５】従来のレーザー光による樹脂中の異物検査法を
示す模式図である。

【符号の説明】

１；光透過部２，１２，１６，２２，２５；光源３，４，２３，２４；受光部７；金属等の異物８；繊維等の異物５１；パイプ５２；レーザー発振器５３；受光器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部に光が透過可能の光透過
部が設けられた樹脂流路と、前記光透過部を通る樹脂に
向けて光を出力する光源と、この光源から出力され前記
光透過部を透過した光を受光可能の第１の受光部と、前
記光源から出力され前記樹脂中に混入した異物により散
乱された光を受光可能の第２の受光部とを有することを
特徴とする押出樹脂中の異物検出装置。
【請求項２】少なくとも一部に光が透過可能の光透過
部が設けられた樹脂流路と、前記光透過部を通る樹脂に
向けて光を照射する第１及び第２の光源と、前記第１の
光源から出力され前記光透過部を透過した光を受光可能
であると共に前記第２の光源から出力され前記樹脂中に
混入した異物により散乱された光を受光可能の受光部と
を有することを特徴とする押出樹脂中の異物検出装置。
【請求項３】少なくとも一部に光が透過可能の光透過
部が設けられた樹脂流路と、前記光透過部を通る樹脂に
向けて光を照射する第１及び第２の光源と、前記第１の
光源から出力され前記光透過部を透過した光を受光可能
の第１の受光部と、前記第２の光源から出力され前記樹
脂中に混入した異物により散乱された光を受光可能の第
２の受光部とを有することを特徴とする押出樹脂中の異
物検出装置。